一種機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)及方法
【專利摘要】本發(fā)明實施例提供了一種機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)及方法，屬于車輛測量技術(shù)領(lǐng)域。該機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)系統(tǒng)包括第一激光成像裝置、第二激光成像裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，所述第一激光成像裝置設(shè)置在檢測區(qū)域的一側(cè)，所述第二激光成像裝置設(shè)置在所述檢測區(qū)域的另一側(cè)，所述第一激光成像裝置和所述第二激光成像裝置均與所述數(shù)據(jù)處理裝置耦合。相比于現(xiàn)有的機動車外廓尺寸測量方式，本發(fā)明實施例提供的機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)及方法不僅提高了測量的效率，降低了測量成本，還可以通過調(diào)節(jié)第一激光成像裝置和第二激光成像裝置的采樣頻率增加采樣數(shù)據(jù)，有效地提高了機動車外廓尺寸測量結(jié)果的精度。
【專利說明】
一種機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明涉及車輛測量技術(shù)領(lǐng)域，具體而言，涉及一種機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)今，機動車超載超限已經(jīng)成為影響人們生命財產(chǎn)安全的突出問題。為了盡量避免機動車超載超限情況，機動車的外廓尺寸包括機動車的寬度、高度及長度的檢測尤為重要。目前的機動車外廓尺寸測量方式包括兩種，一種是采用人工測量方式，一種是通過激光測距傳感器采集機動車的外廓尺寸數(shù)據(jù)。然而，人工測量方式的隨機誤差較大且費時費力不安全。此外，激光測距傳感器成本高，故障率高，采樣點較少，不利于提高測量結(jié)果的準確性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)及方法，以改善上述問題。
[0004]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下:
[0005]本發(fā)明實施例提供了一種機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)，包括:第一激光成像裝置、第二激光成像裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，所述第一激光成像裝置設(shè)置在檢測區(qū)域的一側(cè)，所述第二激光成像裝置設(shè)置在所述檢測區(qū)域的另一側(cè)，所述第一激光成像裝置和所述第二激光成像裝置均與所述數(shù)據(jù)處理裝置耦合。所述第一激光成像裝置用于發(fā)出第一激光平面投射到以預(yù)設(shè)速度通過所述檢測區(qū)域的待測車輛的表面形成第一激光線，獲得所述第一激光線的圖像。所述第二激光成像裝置用于發(fā)出第二激光平面投射到所述待測車輛的表面形成第二激光線，獲得所述第二激光線的圖像。所述數(shù)據(jù)處理裝置用于處理所述第一激光線的圖像和所述第二激光線的圖像獲得所述待測車輛的寬度和高度。
[0006]本發(fā)明實施例還提供了一種機動車外廓尺寸測量方法，應(yīng)用于上述機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)。所述方法包括:獲取第一激光成像裝置發(fā)送的待測車輛表面形成的第一激光線的圖像;獲取第二激光成像裝置發(fā)送的所述待測車輛表面形成的第二激光線的圖像;獲取所述第一激光線的圖像中所述第一激光線投射到所述檢測區(qū)域所在的世界坐標系下的坐標及所述第二激光線的圖像中所述第二激光線投射到所述世界坐標系下的坐標;根據(jù)所述第一激光線及所述第二激光線在所述世界坐標系下的坐標得到所述待測車輛的寬度和高度。
[0007]本發(fā)明實施例通過第一激光成像裝置采集待測車輛表面形成的第一激光線的圖像，第二激光成像裝置采集待測車輛表面形成的第二激光線的圖像，通過數(shù)據(jù)處理裝置對上述圖像進行處理得到待測車輛的寬度和高度。相比于現(xiàn)有的機動車外廓尺寸測量方式，本發(fā)明實施例提供的機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)不僅提高了測量的效率，降低了測量成本，還可以通過調(diào)節(jié)第一激光成像裝置和第二激光成像裝置的采樣頻率增加采樣數(shù)據(jù)，有效地提高了機動車外廓尺寸測量結(jié)果的精度。
[0008]為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細說明如下。
【附圖說明】
[0009]為使本發(fā)明實施例的目的、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中的附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發(fā)明中的實施例，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0010]圖1示出了本發(fā)明第一實施例提供的機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)的安裝示意圖；
[0011]圖2示出了本發(fā)明第一實施例提供的一種機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0012]圖3示出了本發(fā)明第一實施例提供的另一種機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖；
[0013]圖4示出了本發(fā)明第二實施例提供的一種機動車外廓尺寸測量方法的流程圖；
[0014]圖5示出了本發(fā)明第二實施例提供的另一種機動車外廓尺寸測量方法的流程圖。
【具體實施方式】
[0015]下面將結(jié)合本發(fā)明實施例中附圖，對本發(fā)明實施例中的技術(shù)方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本發(fā)明一部分實施例，而不是全部的實施例。通常在此處附圖中描述和示出的本發(fā)明實施例的組件可以以各種不同的配置來布置和設(shè)計。因此，以下對在附圖中提供的本發(fā)明的實施例的詳細描述并非旨在限制要求保護的本發(fā)明的范圍，而是僅僅表示本發(fā)明的選定實施例?；诒景l(fā)明的實施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動的前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發(fā)明保護的范圍。
[0016]應(yīng)注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
[0017]在本發(fā)明的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，或者是該發(fā)明產(chǎn)品使用時慣常擺放的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本發(fā)明的限制。
[0018]第一實施例
[0019]目前的機動車外廓尺寸測量方式包括兩種，一種是采用人工測量方式，一種是通過激光測距傳感器采集機動車的外廓尺寸數(shù)據(jù)。然而，人工測量方式的隨機誤差較大且費時費力不安全。此外，激光測距傳感器成本高，故障率高，采樣點較少，不利于提高測量結(jié)果的準確性。
[0020]鑒于此，本發(fā)明實施例提供了一種機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)。所述機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)包括第一激光成像裝置、第二激光成像裝置和數(shù)據(jù)處理裝置。其中，所述第一激光成像裝置設(shè)置在檢測區(qū)域的一側(cè)，所述第二激光成像裝置設(shè)置在所述檢測區(qū)域的另一側(cè)。第一激光成像裝置發(fā)出第一激光平面投射到以預(yù)設(shè)速度通過所述檢測區(qū)域的待測車輛的表面形成第一激光線，獲得第一激光線的圖像。第二激光成像裝置發(fā)出第二激光平面投射到所述待測車輛的表面形成第二激光線，獲得所述第二激光線的圖像。數(shù)據(jù)處理裝置可以是計算機，也可以是一種具有數(shù)據(jù)處理功能的集成電路芯片。
[0021 ]本實施例中，第一激光成像裝置包括第一激光投射儀和第一攝像機，第二激光成像裝置包括第二激光投射儀和第二攝像機。需要說明的是，第一激光成像裝置和第二激光成像裝置也可以是集成有激光投射模塊和成像模塊的裝置。
[0022]具體的，本機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)中，第一激光成像裝置和第二激光成像裝置的安裝方式可以為:
[0023]如圖1所示，圖1中的空心箭頭方向為檢測區(qū)域的行車方向。待測車輛200以預(yù)設(shè)速度沿行車方向進入檢測區(qū)域，其中，預(yù)設(shè)速度可以優(yōu)選為3-5千米/小時。檢測區(qū)域的兩側(cè)分別設(shè)置有第一立柱311、第二立柱312、第三立柱313和第四立柱314。第一立柱311和第三立柱313均位于檢測區(qū)域的一側(cè)，第二立柱312和第四立柱314均位于檢測區(qū)域的另一側(cè)。其中，第一立柱311和第二立柱312相對設(shè)置，第三立柱313和第四立柱314相對設(shè)置。第一激光投射儀111設(shè)置在第一立柱311上，第二激光投射儀121設(shè)置在第二立柱312上，第一攝像機112設(shè)置在第三立柱313上，第二攝像機122設(shè)置在第四立柱314上。優(yōu)選的，第一激光投射儀111、第二激光投射儀121、第一攝像機112及第二攝像機122距離地面的高度為5?6米。
[0024]需要說明的是，以上所述的安裝方式僅為本發(fā)明實施例的優(yōu)選安裝方式，在能夠?qū)崿F(xiàn)本發(fā)明實施例的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，第一激光投射儀111、第二激光投射儀121、第一攝像機112及第二攝像機122也可以采用其它安裝方式。
[0025]如圖2所示，本機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)100中，第一激光成像裝置110所包括的第一攝像機112及第二激光成像裝置120所包括的第二攝像機122均與數(shù)據(jù)處理裝置140耦合。其中，第一激光投射儀111用于發(fā)出第一激光平面投射到以預(yù)設(shè)速度通過所述檢測區(qū)域的待測車輛200的表面形成第一激光線。第二激光投射儀121用于發(fā)出第二激光平面投射到所述待測車輛200的表面形成第二激光線。需要說明的是，第一激光平面和第二激光平面均為多條不同方向的激光光束組成的平面。為了提高測量結(jié)果的精度，優(yōu)選的，第一激光線與第二激光線平行，且第一激光線與第二激光線均垂直于檢測區(qū)域的長度方向。需要說明的是，檢測區(qū)域的長度方向為檢測區(qū)域的行車方向。當然，第一激光線與第二激光線也可以不完全垂直于檢測區(qū)域的長度方向，可以稍微傾斜。
[0026]第一攝像機112用于采集待測車輛200表面形成的第一激光線的圖像并發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置140。第二攝像機122用于采集待測車輛200表面形成的第二激光線的圖像并發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置140。由于車身對激光的反射率較高，因此，第一攝像機112和第二攝像機122采集到的圖像中的激光線較為明顯。需要說明的是，第一攝像機112和第二攝像機122發(fā)送的圖像可以為第一攝像機112和第二攝像機122以相同的采樣頻率拍攝的照片，也可以是視頻。為了提高采樣頻率，上述圖像優(yōu)選為視頻，第一攝像機112和第二攝像機122采集視頻的幀速率相等，且第一攝像機112與第二攝像機122在數(shù)據(jù)處理裝置140的控制下同時開始開啟和關(guān)閉。
[0027]具體的，數(shù)據(jù)處理裝置140獲取到第一攝像機112和第二攝像機122發(fā)送的數(shù)據(jù)后，按照預(yù)設(shè)幀間隔對第一攝像機112拍攝的視頻進行分幀處理獲得第一圖像幀序列，按照所述預(yù)設(shè)幀間隔對第二攝像機122拍攝的視頻進行分幀處理獲得第二圖像幀序列。所述第一圖像幀序列的每一幀圖像均包含第一激光線，所述第二圖像幀序列的每一幀圖像均包含第二激光線。
[0028]第一圖像幀序列的圖像數(shù)量和第二圖像幀序列中的圖像數(shù)量由第一攝像機112和第二攝像機122采集視頻的幀速率以及第一視頻數(shù)據(jù)和第二視頻數(shù)據(jù)的持續(xù)時間決定。例如，第一攝像機112和第二攝像機122采集視頻的幀速率均為35幀/秒，視頻的持續(xù)時間為1秒時，視頻幀圖像序列中的視頻幀圖像的數(shù)量為350。另外，第一圖像幀序列按照圖像在第一攝像機112拍攝的視頻中出現(xiàn)的時間先后順序排列，第二圖像幀序列按照圖像在第二攝像機122拍攝的視頻圖像中出現(xiàn)的時間先后順序排列。
[0029]進一步的，對第一圖像幀序列和第二圖像幀序列中的每一幀圖像進行處理，獲取第一圖像幀序列的每一幀圖像中的第一激光線在檢測區(qū)域所在的世界坐標系下的坐標，獲取第二圖像幀序列的每一幀圖像中的第二激光線在檢測區(qū)域所在的世界坐標系下的坐標。其中，對第一圖像幀序列和第二圖像幀序列中的每一幀圖像進行處理的具體方式可以為:對第一圖像幀序列和第二圖像幀序列中的每一幀圖像進行二值化處理，分別提取第一圖像幀序列內(nèi)圖像中第一激光線的輪廓和第二圖像幀序列內(nèi)圖像中第二激光線的輪廓。例如，可以通過邊緣檢測算法提取第一激光線和第二激光線的輪廓。需要說明的是，由于第一激光線和第二激光線存在一定的寬度，可以通過圖像處理方法查找第一激光線輪廓的中心線以及第二激光線輪廓的中心線，分別得到第一激光線輪廓的中心線上各點在圖像坐標系下的第一坐標及第二激光線輪廓的中心線上各點在圖像坐標系下的第二坐標。
[0030]數(shù)據(jù)處理裝置140中預(yù)先存儲有經(jīng)過標定后的第一攝像機112的第一投影變換模型和第二攝像機122的第二投影變換模型。根據(jù)第一投影變換模型將所得到的第一坐標轉(zhuǎn)換為上述世界坐標系下的坐標，根據(jù)第二投影變換模型將所得到的第二坐標轉(zhuǎn)換為上述世界坐標系下的坐標。其中，世界坐標系的坐標軸方向分別為檢測區(qū)域的寬度方向(X軸)、長度方向(Y軸)及高度方向(Z軸)。第一攝像機112和第二攝像機122在同一時刻采集到的車身圖像中的激光線共同對應(yīng)了待測車輛200—個橫截面邊緣的輪廓線。因此，按照預(yù)設(shè)規(guī)則對第一圖像幀序列的第i幀圖像所含的第一激光線在世界坐標系下的坐標和第二圖像幀序列中的第i幀圖像所含的第二激光線在世界坐標系下的坐標進行處理即可以得到待測車輛200—個橫截面的輪廓線坐標，i為正整數(shù)。其中，所述橫截面為垂直于待測車輛200長度方向的截面。
[0031]需要說明的是，由于待測車輛200表面形成的第一激光線和第二激光線在車身的上表面具有重疊部分。本實施例中，上述預(yù)設(shè)規(guī)則可以為:預(yù)先設(shè)置一條基準線，所述基準線為檢測車道的中心線，其X坐標為固定值;根據(jù)所述基準線選取第一圖像幀序列的第i幀圖像所含的第一激光線在世界坐標系下的坐標和第二圖像幀序列中的第i幀圖像所含的第二激光線在世界坐標系下的坐標作為待測車輛200的相應(yīng)橫截面的輪廓線坐標。
[0032]具體的，假設(shè)沿待測車輛200的行進方向，第一激光投射儀111及第一攝像機112位于檢測車道的基準線左側(cè)，第一激光投射儀111及第一攝像機112位于檢測車道的基準線右側(cè)，且檢測車道的基準線右側(cè)的X坐標值大于基準線的X坐標值，而基準線的X坐標值大于基準線左側(cè)的X坐標值。此時，對于位于所述基準線左側(cè)的橫截面輪廓線的坐標，可以選取第一圖像幀序列內(nèi)的圖像中第一激光線在世界坐標系下的坐標中X坐標值小于基準線的X坐標值的坐標;對于位于所述基準線右側(cè)的橫截面輪廓線的坐標，可以選取第二圖像幀序列內(nèi)的圖像中第二激光線在世界坐標系下的坐標中X坐標值大于或等于基準線的X坐標值的坐標。
[0033]因此，根據(jù)第一圖像幀序列及第二圖像幀序列中的不同幀圖像，可以得到待測車輛200的多個橫截面的輪廓線坐標。由于機動車的后視鏡通常不計入機動車外廓尺寸的測量中，因此，剔除待測車輛200的多個橫截面的輪廓線坐標中對應(yīng)于后視鏡區(qū)域的坐標，SP可以得到待測車輛200的寬度和高度。例如，可以根據(jù)多個橫截面的輪廓線坐標求得待測車輛200的最大寬度和最大高度。由機動車的具體構(gòu)造可知，待測車輛200的最大寬度對應(yīng)的坐標即為后視鏡所在位置。數(shù)據(jù)處理裝置140中可以預(yù)先存儲后視鏡區(qū)域的坐標范圍，剔除所述坐標范圍內(nèi)的坐標后，即可以根據(jù)剩余的輪廓線坐標得到待測車輛200的寬度和高度。
[0034]需要說明的是，所述多個橫截面的輪廓線坐標的Y坐標值為定值。因此，要進一步還原待測車輛200的外廓三維圖形，需要求得相鄰兩個橫截面之間的間距，從而獲得待測車輛200的多個橫截面的輪廓線在Y軸上的相對位置。
[0035]因此，為了進一步測量待測車輛200的長度并還原待測車輛200的外廓三維圖形，如圖3所示，所述機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)100還包括第三激光成像裝置130，所述第三激光成像裝置130設(shè)置在所述檢測區(qū)域的一側(cè)。第三激光成像裝置130發(fā)出水平方向的第三激光平面投射到以預(yù)設(shè)速度通過檢測區(qū)域的待測車輛200—側(cè)的車輪210側(cè)面形成第三激光線。并進一步采集車輪210側(cè)面形成的第三激光線的圖像發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置140。此時，所述數(shù)據(jù)處理裝置140還用于處理所述第三激光線的圖像以獲得第一激光成像裝置110和第二激光成像裝置120所采集的相鄰兩幀圖像所對應(yīng)的待測車輛200橫截面之間的間距。根據(jù)該間距及第一激光成像裝置110和第二激光成像裝置120所采集的含有激光線的車身圖像的數(shù)量即可以得到待測車輛200的長度。進一步，將上述測得的待測車輛200的多個橫截面的輪廓線坐標與上述相鄰兩個橫截面的間距結(jié)合，即可還原待測車輛200的外廓三維圖形。
[0036]當然，除了上述長度測量方式外，本實施例也可以通過紅外光幕傳感器和激光定位開關(guān)實現(xiàn)待測車輛200長度測量。需要說明的是，在測量精度要求不高的情況下，第三激光平面也可以稍微傾斜于水平方向，即第三激光線不完全平行于所述檢測區(qū)域的長度方向。
[0037]本實施例中，第三激光成像裝置130包括第三激光投射儀131和第三攝像機132。當然。第三激光成像裝置130也可以是集成有激光投射模塊和成像模塊的裝置。
[0038]具體的，第三激光成像裝置130的安裝方式可以為:如圖1所示，檢測區(qū)域的一側(cè)設(shè)置有第五立柱315。第五立柱315可以與第一立柱311和第三立柱313同側(cè)，也可以與第二立柱312和第四立柱314同側(cè)。第三激光投射儀131和第三攝像機132設(shè)置在第五立柱315上。優(yōu)選的，第三激光投射儀131距離地面的高度為10厘米。
[0039]如圖3所示，第三激光成像裝置130所包括的第三攝像機132與數(shù)據(jù)處理裝置140耦合。待測車輛200以預(yù)設(shè)速度通過檢測區(qū)域，第三激光投射儀131發(fā)出水平方向的第三激光平面投射到待測車輛200—側(cè)的車輪210側(cè)面形成第三激光線。第三攝像機132采集車輪210側(cè)面形成的第三激光線的圖像并發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置140。需要說明的是，由于車輪210側(cè)面的輪盤區(qū)域?qū)す獾姆瓷渎矢哂谲嚿韺す獾姆瓷渎?，因此，第三攝像機132采集的圖像中車輪210側(cè)面的輪盤區(qū)域有較明顯的激光線，即圖像中輪盤區(qū)域內(nèi)的激光線部分的灰度與其它部分相比具有明顯差異。
[0040]為了較準確的獲得待測車輛200的多個橫截面的輪廓線坐標在Y軸上的相對位置，第一攝像機112、第二攝像機122和第三攝像機132的采樣頻率相同。當?shù)谝粩z像機112、第二攝像機122和第三攝像機132采集的圖像均為視頻圖像時，第一攝像機112、第二攝像機122及第三攝像機132的視頻采集幀速率相同。
[0041]數(shù)據(jù)處理裝置140獲取到第三攝像機132發(fā)送的數(shù)據(jù)后，按照上述預(yù)設(shè)幀間隔對第三攝像機132拍攝的視頻圖像進行分幀處理獲得第三圖像幀序列。所述第三圖像幀序列內(nèi)的每一幀圖像均包含投射有第三激光線的車輪210。分別提取第三圖像幀序列中每一幀圖像中投射在車輪210側(cè)面的第三激光線輪廓。由于第三激光線存在一定的寬度，可以通過圖像處理方法定位第三激光線輪廓的中心線位置，分別得到第三激光線輪廓的中心線上各點在圖像坐標系下的第三坐標。根據(jù)第三坐標進一步查找第三激光線輪廓的中心線上的中心點作為參考點。根據(jù)數(shù)據(jù)處理裝置140中預(yù)先存儲的第三投影變換模型將參考點在圖像坐標系下的坐標轉(zhuǎn)換為上述世界坐標系下的坐標。對第三圖像幀序列內(nèi)的每一幀圖像進行上述處理即可以得到第三圖像幀序列內(nèi)的每一幀圖像中的參考點在上述世界坐標系下的坐標。
[0042]假設(shè)第一圖像幀序列中的第i幀圖像和第二圖像幀序列中的第i幀圖像對應(yīng)待測車輛200的第一橫截面，第一圖像幀序列中的第i + Ι幀圖像和第二圖像幀序列中的第i+Ι幀圖像對應(yīng)待測車輛200的第二橫截面。此時，第三圖像幀序列中的相鄰兩幀圖像中參考點位的Y坐標值之差的絕對值即為第一橫截面與第二橫截面之間的間距。
[0043]需要說明的是，由于待測車輛200—側(cè)的車輪210通常不止一個，因此，第三圖像幀序列內(nèi)的某些圖像中所包含的投射有第三激光線的車輪210可能不同或有多個。當根據(jù)第三圖像幀序列中的當前圖像獲取到的參考點坐標有多個時，只選取其中一個參考點坐標，且需要保證每一幀圖像選定的參考點坐標對應(yīng)同一個車輪210。當相鄰兩幀圖像中所包含的投射有第三激光線的車輪210不同時，根據(jù)靠后的一幀圖像得到的參考點坐標后，需要對該參考點坐標的Y坐標值進行修正，即將該參考點坐標的Y坐標值加上兩個車輪210之間的軸距。
[0044]進一步根據(jù)第三圖像幀序列中的相鄰兩幀圖像中參考點的Y坐標值之差的絕對值以及第一圖像幀序列中的圖像數(shù)量或第二圖像幀序列中的圖像數(shù)量即可以得到待測車輛200的長度。例如，當?shù)谌龍D像幀序列中的相鄰兩幀圖像中參考點的Y坐標值之差的絕對值為0.04米，第一圖像幀序列中含有第一激光線的車身圖像數(shù)量為500時，待測車輛200的長度為20米。另外，結(jié)合上述測得的待測車輛200的多個橫截面的輪廓線坐標以及相鄰兩個橫截面在Y軸方向上的間距即可以還原待測車輛200的外廓三維圖形。
[0045]具體的，本發(fā)明實施例提供的機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)100的工作流程可以為:
[0046]待測車輛200進入檢測區(qū)域之前，開啟第一激光投射儀111、第二激光投射儀121和第三激光投射儀131，第一激光投射儀111發(fā)出的第一激光平面投射到地面上形成第一激光線，第二激光投射儀121發(fā)出的第二激光平面也投射到地面上形成第二激光線。同步開啟第一攝像機112、第二攝像機122和第三攝像機132，第一攝像機112和第二攝像機122分別采集第一激光線和第二激光線的圖像并發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置140。根據(jù)上述投影變換模型還原圖像中的第一激光線在上述世界坐標系下的坐標和第二激光線在上述世界坐標系下的坐標，此時，第一激光線和第二激光線在世界坐標系下的Z軸坐標即為地面的Z軸坐標。理想情況下，地面的Z軸坐標為O。
[0047]待測車輛200以預(yù)設(shè)速度進入檢測區(qū)域，第一激光投射儀111發(fā)出的第一激光平面投射到車身表面形成第一激光線，第二激光投射儀121發(fā)出的第二激光平面投射到車身表面形成第二激光線。第一攝像機112采集待測車輛200表面形成的第一激光線的圖像發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置140，第二攝像機122采集待測車輛200表面形成的第二激光線的圖像發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置140。當車輪210進入第三激光投射儀131發(fā)出的第三激光平面的作用區(qū)域時，第三激光投射儀131發(fā)出的第三激光平面投射到待測車輛200—側(cè)的車輪210側(cè)面，在車輪210側(cè)面形成第三激光線。第三攝像機132采集車輪210側(cè)面形成的第三激光線的圖像發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置140。
[0048]數(shù)據(jù)處理裝置140對第一攝像機112發(fā)送的第一激光線的圖像、第二攝像機122發(fā)送的第二激光線的圖像、第三攝像機132發(fā)送的第三激光線的圖像進行處理，得到待測車輛200的長度、寬度、高度及待測車輛200的外廓三維圖形。
[0049]綜上所述，本發(fā)明實施例通過第一激光成像裝置110采集待測車輛200表面形成的第一激光線的圖像，第二激光成像裝置120采集待測車輛200表面形成的第二激光線的圖像，第三激光成像裝置130采集車輪210側(cè)面形成的第三激光線的圖像，通過數(shù)據(jù)處理裝置140對上述圖像進行處理得到待測車輛200的寬度、高度、長度以及待測車輛200的外廓三維圖像。相比于現(xiàn)有的機動車外廓尺寸測量方式，本發(fā)明實施例提供的機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)100不僅提高了測量的效率，降低了測量成本，還可以通過調(diào)節(jié)第一激光成像裝置110、第二激光成像裝置120及第三激光成像裝置130的采樣頻率增加采樣數(shù)據(jù)，有效地提高了機動車外廓尺寸測量結(jié)果的精度。
[0050]第二實施例
[0051 ]基于上述的機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)100，本實施例還提供了一種機動車外廓尺寸測量方法，圖4示出了本發(fā)明實施例提供的機動車外廓尺寸測量方法的流程圖。如圖4所示，所述方法包括:
[0052]步驟S401:獲取第一激光成像裝置110發(fā)送的待測車輛200表面形成的第一激光線的圖像；
[0053]待測車輛200以預(yù)設(shè)速度進入檢測區(qū)域，第一激光成像裝置110發(fā)出第一激光平面投射到通過檢測區(qū)域的待測車輛200表面形成第一激光線，并采集待測車輛200表面形成的第一激光線的圖像。第一激光成像裝置110將所獲得的第一激光線的圖像發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置140，數(shù)據(jù)處理裝置140接收到第一激光線的圖像后，執(zhí)行步驟S403和步驟S404對第一激光線的圖像進行處理。其中，第一激光成像裝置110可以包括第一激光投射儀111和第一攝像機112，也可以是集成有激光投射模塊和成像模塊的裝置。
[0054]步驟S402:獲取第二激光成像裝置120發(fā)送的所述待測車輛200表面形成的第二激光線的圖像；
[0055]第二激光成像裝置120發(fā)出第二激光平面投射到待測車輛200表面形成第二激光線，并采集待測車輛200表面形成的第二激光線的圖像。第二激光成像裝置120將所獲得的第二激光線的圖像發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置140。數(shù)據(jù)處理裝置140接收到第二激光線的圖像后，執(zhí)行步驟S403和步驟S404對第二激光線的圖像進行處理。其中，第二激光成像裝置120可以包括第二激光投射儀121和第二攝像機122，也可以是集成有激光投射模塊和成像模塊的裝置。
[0056]步驟S403:獲取第一激光線的圖像中第一激光線投射到檢測區(qū)域所在的世界坐標系下的坐標及第二激光線的圖像中第二激光線投射到世界坐標系下的坐標；
[0057]為了提高采樣頻率，第一激光成像裝置110發(fā)送的第一激光線的圖像和第二激光成像裝置120第二激光線的圖像優(yōu)選為視頻，且第一激光成像裝置110和第二激光成像裝置120采集視頻的幀速率相等。步驟S403的具體過程可以參照上述第一實施例，此處不再贅述。
[0058]步驟S404:根據(jù)第一激光線及第二激光線在世界坐標系下的坐標得到待測車輛200的寬度和高度。
[0059]同一時刻，第一激光成像裝置110采集的圖像中待測車輛200表面的第一激光線在世界坐標系下的坐標和第二激光成像裝置120采集的圖像中待測車輛200表面的第二激光線在世界坐標系下的坐標共同對應(yīng)了待測車輛200的同一個橫截面的輪廓線坐標。因此，按照上述預(yù)設(shè)規(guī)則對第一激光成像裝置110采集到的各幀圖像中第一激光線在世界坐標系下的坐標及第二激光成像裝置120采集到的各幀圖像中第二激光線在世界坐標系下的坐標進行處理即可獲得待測車輛200的多個橫截面的輪廓線坐標。其中，所述預(yù)設(shè)規(guī)則具體可以參照第一實施例，此處不再贅述。
[0060]由于機動車的后視鏡通常不計入機動車外廓尺寸的測量中，因此剔除第一激光線及第二激光線在世界坐標系下的坐標中屬于待測車輛200后視鏡區(qū)域的坐標后，即可以進一步得到待測車輛200的寬度和高度。
[0061 ] 進一步的，為了實現(xiàn)對待測車輛200的長度測量，除了上述步驟S401至步驟S404，如圖5所示，本發(fā)明實施例提供的機動車外廓尺寸測量方法還包括步驟S405至步驟S407。
[0062]步驟S405:獲取第三激光成像裝置130發(fā)送的待測車輛200—側(cè)的車輪210側(cè)面形成的第三激光線的圖像。
[0063]第三激光成像裝置130發(fā)出水平方向的第三激光平面投射到以預(yù)設(shè)速度通過檢測區(qū)域的待測車輛200—側(cè)的車輪210側(cè)面形成第三激光線，并采集在車輪210側(cè)面形成的第三激光線的圖像。第三激光成像裝置130將采集到的圖像發(fā)送到數(shù)據(jù)處理裝置140，數(shù)據(jù)處理裝置140執(zhí)行以下步驟S406至步驟S407對接收到的第三激光線的圖像進行處理。本實施例中，第三激光成像裝置130包括第三激光投射儀131和第三攝像機132。當然，第三激光成像裝置130也可以是集成有激光投射模塊和成像模塊的裝置。
[0064]步驟S406:獲取第三激光線的圖像中第三激光線的參考點在世界坐標系下的坐標。
[0065]本實施例中，第三激光線的圖像優(yōu)選為視頻，按照預(yù)設(shè)幀間隔對第三激光線的圖像進行分幀處理獲得第三圖像幀序列。所述第三圖像幀序列內(nèi)的每一幀圖像均包含投射有第三激光線的車輪210。分別提取第三圖像幀序列中每一幀圖像中投射在車輪210側(cè)面的第三激光線輪廓。由于第三激光線存在一定的寬度，可以通過圖像處理方法定位第三激光線輪廓的中心線位置，分別得到第三激光線輪廓的中心線上各點在圖像坐標系下的第三坐標。根據(jù)第三坐標進一步查找第三激光線輪廓的中心線上的中心點作為參考點。根據(jù)數(shù)據(jù)處理裝置140中預(yù)先存儲的第三投影變換模型將參考點在圖像坐標系下的坐標轉(zhuǎn)換為上述世界坐標系下的坐標。對第三圖像幀序列內(nèi)的每一幀圖像進行上述處理即可以得到第三圖像幀序列內(nèi)的每一幀圖像中的參考點在上述世界坐標系下的坐標。
[0066]步驟S407:根據(jù)第一激光線和第二激光線在世界坐標系下的坐標及第三激光線的參考點在世界坐標系下的坐標得到待測車輛200的長度。
[0067]根據(jù)第三圖像幀序列中的相鄰兩幀圖像中參考點的Y坐標值之差的絕對值以及第一圖像幀序列中的圖像數(shù)量和第二圖像幀序列中的圖像數(shù)量即可以得到待測車輛200的長度。例如，當?shù)谌龍D像幀序列中的相鄰兩幀圖像中參考點的Y坐標值之差的絕對值為0.04米，第一圖像幀序列中的圖像數(shù)量為500時，待測車輛200的長度為20米。
[0068]進一步，基于上述步驟S401至步驟S406，本發(fā)明實施例提供的機動車外廓尺寸測量方法還包括:結(jié)合第一激光線在世界坐標系下的坐標、第二激光線在世界坐標系下的坐標及第三激光線的參考點在世界坐標系下的坐標還原待測車輛200的外廓三維圖形。
[0069]具體的，同一時刻，第一激光成像裝置110采集到的待測車輛200表面形成的第一激光線的圖像和第二激光成像裝置120采集到的待測車輛200表面形成的第二激光線的圖像共同對應(yīng)了待測車輛200同一個橫截面的邊緣輪廓線。因此，按照預(yù)設(shè)規(guī)則對當前時刻第一激光成像裝置110采集到的圖像中所含的第一激光線在世界坐標系中的坐標和第二激光成像裝置120采集到的圖像中所含的第二激光線在世界坐標系中的坐標進行處理即可以得到待測車輛200的一個橫截面的輪廓線坐標。其中，所述橫截面為垂直于待測車輛200的行進方向的截面。所述預(yù)設(shè)規(guī)則具體可以參照第一實施例，此處不再贅述。由此，可以得到待測車輛200的多個橫截面的輪廓線坐標。需要說明的是，所得到的多個橫截面的輪廓線坐標中，Y坐標為定值。
[0070]第三激光成像裝置130采集到的相鄰兩幀圖像中參考點的Y坐標值之差的絕對值即為所獲得的待測車輛200相鄰兩個橫截面的輪廓線在Y軸方向上的間距。初始時刻，第一激光成像裝置110采集到待測車輛200表面形成的第一激光線的圖像，第二激光成像裝置120采集到待測車輛200表面形成的第二激光線的圖像。將初始時刻第一激光線的圖像和第二激光線的圖像所共同對應(yīng)的待測車輛200橫截面的邊緣輪廓線的Y坐標替換為預(yù)先設(shè)置的初始值。然后，根據(jù)所得到的相鄰兩個橫截面的輪廓線在Y軸方向上的間距，更新后續(xù)每一個橫截面的輪廓線坐標的Y坐標值。從而根據(jù)更新后的待測車輛200的多個橫截面的輪廓線坐標即可以還原待測車輛200的外廓三維圖形。其中，所述初始值可以預(yù)先存儲在數(shù)據(jù)處理裝置140中，也可以通過數(shù)據(jù)處理裝置140外接的輸入輸出裝置輸入。
[0071]所屬領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到，為描述的方便和簡潔，上述描述的方法的具體工作過程，可以參考前述系統(tǒng)實施例中的對應(yīng)過程，在此不再贅述。
[0072]在本申請所提供的幾個實施例中，應(yīng)該理解到，流程圖或框圖中的每個方框可以代表一個模塊、程序段或代碼的一部分，所述模塊、程序段或代碼的一部分包含一個或多個用于實現(xiàn)規(guī)定的邏輯功能的可執(zhí)行指令。也應(yīng)當注意，在有些作為替換的實現(xiàn)方式中，方框中所標注的功能也可以以不同于附圖中所標注的順序發(fā)生。例如，兩個連續(xù)的方框?qū)嶋H上可以基本并行地執(zhí)行，它們有時也可以按相反的順序執(zhí)行，這依所涉及的功能而定。也要注意的是，框圖和/或流程圖中的每個方框、以及框圖和/或流程圖中的方框的組合，可以用執(zhí)行規(guī)定的功能或動作的專用的基于硬件的系統(tǒng)來實現(xiàn)，或者可以用專用硬件與計算機指令的組合來實現(xiàn)。
[0073]另外，在本發(fā)明各個實施例中的各功能模塊可以集成在一起形成一個獨立的部分，也可以是各個模塊單獨存在，也可以兩個或兩個以上模塊集成形成一個獨立的部分。
[0074]所述功能如果以軟件功能模塊的形式實現(xiàn)并作為獨立的產(chǎn)品銷售或使用時，可以存儲在一個計算機可讀取存儲介質(zhì)中。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案本質(zhì)上或者說對現(xiàn)有技術(shù)做出貢獻的部分或者該技術(shù)方案的部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計算機軟件產(chǎn)品存儲在一個存儲介質(zhì)中，包括若干指令用以使得一臺計算機設(shè)備(可以是個人計算機，服務(wù)器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個實施例所述方法的全部或部分步驟。而前述的存儲介質(zhì)包括:U盤、移動硬盤、只讀存儲器(R0M，Read-0nly Memory)、隨機存取存儲器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盤等各種可以存儲程序代碼的介質(zhì)。需要說明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語僅僅用來將一個實體或者操作與另一個實體或操作區(qū)分開來，而不一定要求或者暗示這些實體或操作之間存在任何這種實際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過程、方法、物品或者設(shè)備所固有的要素。在沒有更多限制的情況下，由語句“包括一個……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的過程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。
[0075]以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。應(yīng)注意到:相似的標號和字母在下面的附圖中表示類似項，因此，一旦某一項在一個附圖中被定義，則在隨后的附圖中不需要對其進行進一步定義和解釋。
[0076]以上所述，僅為本發(fā)明的【具體實施方式】，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護范圍應(yīng)所述以權(quán)利要求的保護范圍為準。
【主權(quán)項】
1.一種機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)，其特征在于，包括:第一激光成像裝置、第二激光成像裝置和數(shù)據(jù)處理裝置，所述第一激光成像裝置設(shè)置在檢測區(qū)域的一側(cè)，所述第二激光成像裝置設(shè)置在所述檢測區(qū)域的另一側(cè)，所述第一激光成像裝置和所述第二激光成像裝置均與所述數(shù)據(jù)處理裝置耦合； 所述第一激光成像裝置用于發(fā)出第一激光平面投射到以預(yù)設(shè)速度通過所述檢測區(qū)域的待測車輛的表面形成第一激光線，獲得所述第一激光線的圖像； 所述第二激光成像裝置用于發(fā)出第二激光平面投射到所述待測車輛的表面形成第二激光線，獲得所述第二激光線的圖像； 所述數(shù)據(jù)處理裝置用于處理所述第一激光線的圖像和所述第二激光線的圖像獲得所述待測車輛的寬度和高度。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一激光成像裝置包括第一激光投射儀和第一攝像機，所述第二激光成像裝置包括第二激光投射儀和第二攝像機，所述第一攝像機及所述第二攝像機均與所述數(shù)據(jù)處理裝置耦合； 所述第一激光投射儀用于發(fā)出所述第一激光平面投射到所述以預(yù)設(shè)速度通過所述檢測區(qū)域的待測車輛的表面形成所述第一激光線； 所述第二激光投射儀用于發(fā)出所述第二激光平面投射到所述待測車輛的表面形成所述第二激光線； 所述第一攝像機用于采集所述待測車輛表面形成的所述第一激光線的圖像，將所述第一激光線的圖像發(fā)送到所述數(shù)據(jù)處理裝置； 所述第二攝像機用于采集所述待測車輛表面形成的所述第二激光線的圖像，將所述第二激光線的圖像發(fā)送到所述數(shù)據(jù)處理裝置。3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的系統(tǒng)，其特征在于，還包括第三激光成像裝置，所述第三激光成像裝置設(shè)置在所述檢測區(qū)域的一側(cè)，所述第三激光成像裝置與所述數(shù)據(jù)處理裝置耦合； 所述第三激光成像裝置用于發(fā)出第三激光平面投射到以所述預(yù)設(shè)速度通過所述檢測區(qū)域的所述待測車輛一側(cè)的車輪側(cè)面形成第三激光線，獲得所述車輪側(cè)面的所述第三激光線的圖像； 所述數(shù)據(jù)處理裝置還用于處理所述第三激光線的圖像，結(jié)合所述第一激光線的圖像以及所述第二激光線的圖像的處理結(jié)果獲得所述待測車輛的長度并還原所述待測車輛的外廓三維圖形。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第三激光成像裝置包括第三激光投射儀和第三攝像機，所述第三攝像機與所述數(shù)據(jù)處理裝置耦合， 所述第三激光投射儀用于發(fā)出水平方向的第三激光平面投射到以所述預(yù)設(shè)速度通過所述檢測區(qū)域的所述待測車輛一側(cè)的車輪側(cè)面形成第三激光線； 所述第三攝像機用于采集所述車輪側(cè)面形成的所述第三激光線的圖像，將所述第三激光線的圖像發(fā)送到所述數(shù)據(jù)處理裝置。5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一激光線與所述第二激光線平行。6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述第一激光線與所述第二激光線均與所述檢測區(qū)域的長度方向垂直。7.—種機動車外廓尺寸測量方法，應(yīng)用于權(quán)利要求1-6中任一項所述的機動車外廓尺寸測量系統(tǒng)，其特征在于，所述方法包括: 獲取第一激光成像裝置發(fā)送的待測車輛表面形成的第一激光線的圖像； 獲取第二激光成像裝置發(fā)送的所述待測車輛表面形成的第二激光線的圖像； 獲取所述第一激光線的圖像中所述第一激光線投射到所述檢測區(qū)域所在的世界坐標系下的坐標及所述第二激光線的圖像中所述第二激光線投射到所述世界坐標系下的坐標；根據(jù)所述第一激光線及所述第二激光線在所述世界坐標系下的坐標得到所述待測車輛的寬度和高度。8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 獲取第三激光成像裝置發(fā)送的所述待測車輛一側(cè)的車輪側(cè)面形成的第三激光線的圖像； 獲取所述第三激光線的圖像中所述第三激光線的參考點在所述世界坐標系下的坐標；根據(jù)所述第一激光線和所述第二激光線在所述世界坐標系下的坐標及所述第三激光線的參考點在所述世界坐標系下的坐標得到所述待測車輛的長度。9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述方法還包括: 結(jié)合所述第一激光線和所述第二激光線在所述世界坐標系下的坐標及所述第三激光線的參考點在所述世界坐標系下的坐標還原所述待測車輛的外廓三維圖形。10.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，所述根據(jù)所述第一激光線及所述第二激光線在所述世界坐標系下的坐標得到所述待測車輛的寬度和高度的步驟，包括: 剔除所述第一激光線及所述第二激光線在所述世界坐標系下的坐標中所述待測車輛的后視鏡區(qū)域?qū)?yīng)的坐標數(shù)據(jù)； 獲取所述待測車輛的寬度和高度。
【文檔編號】G01B11/24GK105890542SQ201610408831
【公開日】2016年8月24日
【申請日】2016年6月2日
【發(fā)明人】廖小鵬, 王金斌, 廖宜珍, 王幫軍
【申請人】合肥市極點科技有限公司